申请日2014.06.13
公开(公告)日2014.09.24
IPC分类号E02D31/00
摘要
本发明公开了一种地下核电站放射性废水地下迁移防护系统，其特征在于：包括反应堆洞室防护层和具有阻隔天然岩体地下水作用的核岛外围总防护，所述反应堆防护层包括围绕反应堆洞室的具有防止内水外渗的内衬层、具有集中疏水功能的渗水集中疏排层和岩体裂隙充填层，所述外围总防护设置在反应堆洞室和辅助洞室共同组成的地下洞室群外围。针对地下核电站在严重事故下放射性废水地下迁移的特点，重点对反应堆洞室进行防护，防止大规模放射性物质迁移的可能性，以符合国家核安全相关标准。
摘要附图
权利要求书
1.地下核电站放射性废水地下迁移防护系统，其特征在于：包括反应 堆洞室防护层(S)和具有阻隔天然岩体地下水作用的核岛外围总防护隔水 层(Z)，所述反应堆防护层(S)包括围绕反应堆洞室的具有防止内水外渗 的内衬层(S1)、具有集中疏水功能的渗水集中疏排层(S3)和岩体裂隙充 填层(S2)，所述外围总防护隔水层(Z)设置在反应堆洞室和辅助洞室共 同组成的地下洞室群外围。
2.根据权利要求1所述的地下核电站放射性废水地下迁移防护系统， 其特征在于：所述岩体裂隙充填层(S2)包括内岩体裂隙充填层(S2-1)和 外岩体裂隙充填层(S2-2)。
3.根据权利要求2所述的地下核电站放射性废水地下迁移防护系统， 其特征在于：所述的反应堆洞室防护层由内往外依次是内衬层(S1)、内岩 体裂隙充填层(S2-1)、渗水集中疏排层(S3)和外岩体裂隙充填层(S2-2)。
4.根据权利要求3所述的地下核电站放射性废水地下迁移防护系统， 其特征在于：所述内衬层(S1)由钢筋混凝土结构或钢筋混凝土加防水板材 构成。
5.根据权利要求4所述的，其特征在于：所述混凝土为具有高防渗等 级的混凝土。
6.根据权利要求3所述的地下核电站放射性废水地下迁移防护系统， 其特征在于：所述内岩体裂隙充填层(S2-1)和外岩体裂隙充填层(S2-2)均 由岩体裂隙内的灌浆物和岩体本身构成。
7.根据权利要求3所述的地下核电站放射性废水地下迁移防护系统， 其特征在于：所述渗水集中疏排层(S3)由多层排水洞S3-2及洞内钻设的上 下相互搭接的排水孔S3-1组成。
8.根据权利要求1所述的地下核电站放射性废水地下迁移防护系统， 其特征在于：所述外围总防护(Z)由多层排水洞Z2及洞内钻设的上下相 互搭接的排水孔Z1组成。
说明书
地下核电站放射性废水地下迁移防护系统
技术领域
本发明涉及地下核电站安全系统，具体指一种地下核电站放射性废水 地下迁移防护系统。
技术背景
根据国家核安全局《核电厂厂址选择与水文地质的关系》(HAD101/06) 及《核电厂厂址中放射性物质水力弥散问题》(HAD101/05)准则，放射性 核素在地下的迁移是受地下水运动(输送)、污染峰的传播(水力弥散)、 固相中放射性核素的滞留和释放(相间分布)控制的。核素在地下水输送、 水力弥散及相间分布等不同迁移过程中，迁移的载体介质均是地下水。因 此，通过工程措施，阻断地下水的运动即可对含核素的放射性废水地下迁 移起到防护作用。地下核电站如发生安全壳破裂等严重事故工况，内部放 射性废水将会向反应堆洞室外部岩体迁移，污染地下水体，造成重大环境 污染。放射性废水地下迁移包括地下水输送、水力弥散及相间分布等复杂 过程，影响放射性废水地下迁移的因素众多，涉及事故源点的位置、岩体 特征、地下水类型、迁移途径等。因此，需要建立相应的防护系统，避免 地下核电站放射性废水在地下迁移带来的影响。
目前，国内外尚无投入商业运行的大型地下核电站，相应的地下核电 站放射性废水地下迁移防护系统研究属于全新的技术领域。已建的地下核 废料处置场一般通过将核废料钢罐密封、外覆粘土等隔离层并置于岩体深 洞井中处置，与地下核电站的迁移防护在建筑物布置上存在很大差异，可 借鉴性差。此外，放射性废水地下迁移不仅影响因素复杂，而且防护要求 极高，单一的手段难以确保防护安全，必须综合考虑多重防护布置形式， 以确保发生核事故时，放射性废水地下迁移处于受控处置状态。
发明内容
本发明针对地下核电站在严重事故状态下放射性废水可能向外迁移的 状况，提供一种具有高效、多重防护的地下核电站放射性废水地下迁移防 护系统。
经过创新研发，结合核电技术与地下岩体工程渗控技术，对地下核电 站严重事故工况下的放射性废水地下迁移防护布置形式与措施进行分析， 创新的将水电站工程的渗流控制措施应用于地下核电站放射性废水地下迁 移防护中，综合设置地下核电站放射性废水地下迁移多重防护措施。
为了实现上述目的，本发明所设计的地下核电站放射性废水地下迁移 防护系统，其特殊之处在于：包括反应堆洞室防护层和核岛外围总防护， 所述反应堆洞室防护层包括围绕反应堆洞室的具有防止内水外渗的内衬 层、具有集中疏水功能的渗水集中疏排层和岩体裂隙充填隔渗层;所述核 岛外围总防护设置在核岛(反应堆洞室和辅助洞室共同组成的地下洞室群) 外围，由起阻隔天然岩体地下水作用的隔水层构成。其中，所述岩体裂隙 充填隔渗层包括内岩体裂隙充填层和外岩体裂隙充填层。
优选地，所述的反应堆洞室防护层由内往外依次是内衬层、内岩体裂 隙充填层、渗水集中疏排层和外岩体裂隙充填层。
进一步地，所述内衬层由钢筋混凝土结构构成或钢筋混凝土加防水板 材综合构成。内衬层起封闭作用，避免严重事故工况下反应堆洞室充冷却 水后向外部岩体渗漏的可能。为了使此结构具有更高的防渗性，所述混凝 土为具有高防渗等级的混凝土。
更进一步地，所述内岩体裂隙充填层和外岩体裂隙充填层均由岩体裂 隙内的灌浆物和岩体本身构成。内岩体裂隙充填层位于反应堆洞室洞壁及 围岩部位，进一步增强洞壁及围岩的防渗性。外岩体裂隙充填层起阻隔洞 室群岩体与反应堆厂房洞室周岩体地下水水力交换的作用。
再进一步地，所述渗水集中疏排层由多层排水洞及洞内钻设的上下相 互搭接的排水孔组成。渗水集中疏排层使严重事故工况下可能发生的经内 衬层、内岩体裂隙充填层后的微量渗水在防护区内集中疏排。为了保证疏 排效果，所述排水孔间隔应小于2m。
再进一步地，所述外围总防护隔水层由多层排水洞及洞内钻设的上下 相互搭接的排水孔组成。隔水层可阻隔天然地下水向地下洞室群的渗漏， 降低地下水渗压，保证洞室的围岩稳定，并阻隔地下洞室群内外的水力联 系，使地下洞室群处于岩体疏干区。
本发明的优点在于：针对地下核电站在严重事故下放射性废水地下迁 移的特点，重点对反应堆洞室进行防护，结合岩体的天然防护性能设计有 内衬层、渗水集中疏排层和岩体裂隙充填层，充分的隔断放射性废水地下 迁移的通道，并设收集、处置、监测系统。对核电正常运行、特别是在严 重事故下可能产生的放射性废水在工程防护区内进行拦截、收集与处置， 防止大规模放射性物质迁移的可能性，以符合国家核安全相关标准。
